城市轨道交通ATO的节能优化研究

自动列车驾驶系统ATO通过对列车的速度调节实现列车在站间的自动运行,列车在站间的控制策略决定其运行的能耗。传统的ATO可以根据线路情况、列车当前速度、位置、牵引制动特性以及停车点的位置计算相应的速度曲线,通过一定的控制算法实现对列车速度的精确追踪,保证列车准点并精确地到达停车点。但是该过程使得列车在站间运行时反复实施牵引力和制动力的转换,能耗较大。本文在传统ATO控制策略的基础上,分析一种基于驾驶策略的ATO控制方法,给出一种ATO节能驾驶策略的求解算法。该算法在保证列车到站时间误差在一定范围的前提下,通过延长列车的惰行距离,减少列车在站间运行的能耗。     

基于模糊自适应PID控制的ATO系统控制算法

为了研究ATO系统控制算法的智能性和高效性,在传统PID算法的基础上,充分考虑到列车系统的非线性和复杂性,结合模糊控制理论能进行实时非线性调节的优点,提出了模糊自适应PID控制算法。并在Matlab/Simulink中建立了ATO系统的仿真模型和算法控制模块。将两种算法分别运用到ATO系统中,对目标速度曲线进行跟踪,从停车精度、追溯性、准时性、节能性、舒适性五个方面对二者的控制性能进行比较分析。仿真结果表明,将模糊自适应PID算法运用到ATO系统中,列车的控制性能能够很好地满足ATO系统的各个性能指标要求。     

长沙地铁2号线信号系统DCS有线网组网方式介绍

地铁信号系统主要由列车自动监控子系统(ATS)、列车自动防护子系统(ATP)、列车自动驾驶子系统(ATO)以及数据通信子系统(DCS)等组成。其中DCS子系统是一个宽带通信系统,提供整个信号系统所需的双向、可靠、安全的数据交换服务。可以说,DCS子系统性能的高低,直接影响着整个信号系统的功能实现。将基于长沙地铁2号线信号系统中的DCS子系统,介绍一种新型的、比传统DCS子系统更具优势的DCS有线网组网方案。     

城市轨道交通ATO系统性能指标评价

论述列车自动驾驶(automatic train operation,ATO)系统在城市轨道交通中的应用情况,说明其重要性.为了评价不同厂家提供的ATO系统的综合性能,需要建立一个对ATO系统评价的标准.对ATO系统的运行可靠性、运行效率、旅客舒适度、能耗等进行研究,并建立性能评价模型.利用北京地铁亦庄线ATO系统的实...     

简析高速铁路ATO系统与城际铁路CTCS2+ATO系统的区别

高速铁路ATO系统成功完成在京沈综合试验段现场试验,将在后期新建高速铁路和改造线建设中得到广泛应用。高速铁路ATO系统的发展离不开城际铁路CTCS2+ATO系统在珠三角城际的成功示范性应用,分析高速铁路ATO系统与城际铁路CTCS2+ATO系统的区别,并提出高速铁路ATO系统的特点与优势。     

遗传算法在ATO目标速度曲线规划中的应用

在列车自动驾驶(ATO)系统中,结合遗传算法和列车逐级变速技术,规划出列车运行的目标速度曲线,实现了对列车加速、巡航、减速等运行状态的规划控制.仿真结果表明,该算法满足列车对目标速度曲线的安全性、准时性、节能性和舒适性等要求,可运用于ATO系统和培训仿真系统.     

基于粒子群算法的隐式广义预测在ATO中的应用

由于列车运行速度的不断提高,对列车自动驾驶(Automatic Train Operation,ATO)系统提出更高的要求。针对隐式广义预测(Implicit Generalized Predictive Control,IGPC)控制器在ATO中难以获得最优预测控制输入的问题,运用一种基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)的IGPC算法对ATO系统进行控制。为更进一步提高PSO算法的寻优能力,对基本PSO算法进行改进,从而有效提高系统的寻优精度和速度。并对有约束情况下的CRH2型车进行仿真验证,仿真结果显示PSO-IGPC比单纯IGPC对ATO的控制效果更优。     

基于统计学模型的CBTC系统ATO停车精度自适应优化算法

城轨CBTC系统运营对列车停车精度具有较高要求,其中ATO精确停车是系统的重要功能。而外部干扰造成的不确定性和系统延时是影响停车精度的重要因素。提出一种基于统计学模型的自适应优化算法,对停车精度的概率分布曲线进行拟合,而后采用二元马尔可夫模型优化ATO精确停车模型。通过3种不同类型情景的优化模型获得相应的停车精度数据,以期望和方差作为对比指标,结果表明优化模型对ATO停车精度有一定改善,获得较为理想的停车精度。     

基于模型驱动的高速铁路ATO系统TSRS设备软件开发

高速铁路ATO系统是在既有高速铁路列车控制系统基础上实现列车自动驾驶功能的列控系统,通过对ATO系统的地面关键设备TSRS进行软、硬件改造及升级,使其具备车-地通信功能,从而实现ATO系统的车站自动发车、区间自动运行、到站自动停车、车门开门防护、车门/站台门联动控制等智能化功能。本文研究了基于SCADE的模型驱动软件开发技术,并将其应用在车-地通信功能设计开发过程中。通过对模型进行验证、仿真测试和集成测试,最终验证了开发结果的正确性。     

一种基于内嵌建模计算的列车自动运行等级实时调整算法

提出了一种基于内嵌建模计算的ATO系统运行等级实时调算法。通过对通用调整算法缺陷的克服,使用真实的速度控制算法与不断完善的列车模型,高度仿真了当前车辆的运行轨迹,从而提高了ATO运行等级调整算法的精度、实时性及可移植性。     

地铁列车运行视景系统与ATO仿真模块的接口实现

提出一种基于微软模拟列车（MSTS）平台的地铁列车运行视景系统,介绍了视景系统的工作流程,实现了视景系统和列车自动驾驶子系统（ATO）仿真模块的接口,利用接口实现了ATO仿真模块对视景系统地铁列车客户端运行的跟踪控制,为今后在视景系统中对ATO进行的相关测试和研究提供了可能 ,同时也为城市轨道交通的相关研究提供了新思路。     

基于全自动运行的智能站台门控制系统研究

站台门控制系统已在城市轨道交通线路中取得广泛应用，但随着城市轨道交通自动化运行水平的不断提高，国内全自动运行线路逐渐增多，既有站台门控制系统已难以满足全自动运行模式的运营需求。站台门控制系统既要实现与列车门的对位隔离，又要在可靠性和安全性方面满足SIL2的相关要求。针对全自动运行轨道交通线路，设计智能站台门控制系统，实现站台门与列车门的对位隔离，并采用“二取二”设计架构，提高站台门控制系统的可靠性和安全性；同时，支持多种车型混跑的运行场景，满足全自动运行轨道交通线路对站台门控制系统的要求。     

国产化城轨交通列车自动驾驶系统车载设备研究与设计

介绍了国产化城市轨道交通列车自动驾驶（ATO）系统车载设备的研究与设计。具体描述了国产化ATO的原理、结构及自动驾驶原理,同时着重介绍了ATO车载设备的设计与实现。通过测试表明,ATO能够在ATP的监控下很好地按照给定的策略行车,并达到较好的停车精度。     

一种基于策略梯度强化学习的列车智能控制方法

近年来,我国已初步建成巨大的城市轨道交通和高速铁路网络,逐步开始走向提升整体运营效率的新阶段。城市轨道交通系统的大规模和高密度运营,使得系统能耗急剧增长。现有的自动驾驶控制方法基于已有的模型,能够完成在正常场景下的自动驾驶。基于现有列车自动驾驶技术的控制原理和优秀司机的驾驶经验,提出一种列车智能控制方法,以减小列车的牵引能耗。首先,建立列车控制专家系统,能满足乘客舒适度要求;在此基础上,利用神经网络作为列车驾驶控制器,设计了一种基于策略的强化学习算法,优化神经网络的参数,以适应变化的运营场景。基于地铁现场运行数据仿真结果表明,该智能算法比现有算法具有更好地节能效果和准时性。     

城市轨道交通互联互通 全局调度系统研究

为打破城市轨道交通传统单线调度指挥模式在大规模运营网络中日益凸显的调度流程繁琐、线路间联动 沟通不畅、处理突发事件效率不高等问题,提高线网级调度管控能力,以大城市快速发展对城市轨道交通的重大 需求为牵引,以重庆轨道集团既有研究及实践成果为基础,通过城市轨道交通多源大数据分析关键技术,搭建城 市轨道交通多源大数据平台,通过全局列车运行计划智能编制、全局列车运行智能调度、全局应急协调指挥等关 键技术实现全局调度系统的核心功能,开发部署了智慧化的新一代互联互通全局调度系统。研究结果表明：该 系统可以显著增强互联互通效能,从系统层面提高运营效率,节约运营成本,可以为其他城市轨道交通互联互通 全局调度系统的建设提供借鉴和指导。     

基于GA优化模糊PID控制的ATO算法研究

针对城市轨道列车的自动驾驶系统(ATO)传统PID控制方法适应性差和智能化不足的问题,基于该领域专家知识和驾驶司机的操作经验,将遗传算法优化的模糊PID控制算法运用在ATO的控制系统中,并运用MTALAB进行仿真。仿真结果表明,该控制算法优于传统的PID控制,能够满足ATO系统对不同工况下的适应性和智能性要求,可以达到精确停车和准点到站的目的,能够有效提高列车舒适性和降低列车能耗。     

CTCS-2级＋ATO列车运行控制系统方案研究

CTCS-2级列车运行控制系统主要应用于国铁客专线路,ATO系统主要应用于地铁线路。但随着城际铁路的大量建设,广东珠三角城际线路拟采用CTCS-2级＋ATO控制系统。主要分析研究了其系统构成及功能需求。     

城市轨道交通ATO模式下列车节能运行研究

能耗已经成为城市轨道交通中日益关注的焦点问题。重点分析实现节能的方法,提出ATO模式下列车节能运行设计。     

基于模型选择和优化技术的自动驾驶制动模型辨识研究

本文结合城市轨道交通列车自动驾驶系统实测数据,对电动客车制动模型的类型和参数的辨识进行较为深入的研究。首先,在分析最大制动率条件下实测制动数据后,对列车制动模型类型进行研究。然后,应用非线性优化技术在不同模型种类、有无参数范围约束等情况下,对制动模型进行辨识,并根据模型选择技术获得最佳制动模型及其参数。最后,研究不同制动率下列车制动模型的一致性,并基于模型选择技术给出制动率和制动减速度之间的模型。     

基于MSTS的ATO系统功能模块仿真研究

基于MSTS微软火车模拟器开发的开源软件OR的研究基础,结合ATC系统结构框架,对列车运行三维视景系统仿真平台进行了研究,设计出基于MSTS的ATO系统功能模块仿真。运用.Net平台中的Socket网络通信技术建立的ATO系统功能模块仿真,实现了远程控制OR列车客户端运行的功能,整合后的控制模式为ATO系统的扩展性功能提供了通信接口和自动运行的控制基础,提高了列车运行三维仿真系统整体的真实性。对后期完善整个系统仿真平台具有重要的意义,达到了预期的设计目标和效果。